質(zhì)點動力學(xué)教學(xué)版ppt課件(已改無錯字)
2023-06-03 18:24:03 本頁面
【正文】 高為 h的直角劈的頂部，劈置于水平面上，所有的接觸面都是光滑的，試用非慣性系觀點，求木塊 m相對斜面的加速度。 解： 劈的運動以地面為參考系來考察， 在水平方向上 0s i nN M a? ? ⑴M m ?a0 故 33 如圖，坐標(biāo)系 取在劈上 ,木塊除受真實力 N和 mg外，還受慣性力 。 oxy???0if m a??代入⑵式，即得 ? ?0 2s inc o s s ins inMma a g gmM?????? ? ? ??要求：把參考系建在地面上處理本題，比較其結(jié)果。 由⑴、⑶式消去 N，即得 0 2sin c ossinmgamM???? ?00c o s s ins in c o sm a m g m aN m a m g?????????⑵⑶木塊的運動方程為 0if ma??0?x?y?mgN34 思考：慣性力是真是假？ ① 在導(dǎo)出非慣性系中運動定律的形式表示的過程中，不時冠以虛擬力或假想力之定義于慣性力，以與真實作用力相區(qū)別，那是為了免除初學(xué)時概念上的混淆； ② 其實，慣性力所產(chǎn)生的物理后果是真實的，慣性力也可以由測力器測出； ③ 過分強調(diào)慣性力的假想性，這在物理思想上是要被質(zhì)疑的。 愛因斯坦于 1915年創(chuàng)立了廣義相對論的理論基礎(chǔ)，其基本 原理之一 等效原理，最初表述是，引力與慣性力實際上是 等效的。 35 2crf F m r e?? ? ? ? ? 系靜止的點，向心加速度 ，慣性離心力 K? 靜止在 系中的物體若位于過原點而垂直轉(zhuǎn)軸的平面內(nèi)， ① 在 K系中看來，物體受力 K?2 rF m r e??? ② 而在 K’系看來，必須認(rèn)為物體不僅受真實力 F作用，而且 還受虛擬力 fc 作用，兩力相抵消，即 慣性離 心力 c 0Ff?? 當(dāng)物體并不位于過原點且垂直轉(zhuǎn)軸的 平面上，離心力應(yīng)寫成 ? ?cf m r??? ? ? ? 0 r ? ?r??? ? ?r???167。 轉(zhuǎn)動參考系 勻速轉(zhuǎn)動參考系 也是常見的非慣性系。 K?36 討論： （ 1） 重力與緯度的關(guān)系 cP G f? ??22 0 c o scf m r m R? ? ???22 2 c o sccP G f G f? ?? ? ?慣性離心力的特點： ①離心力與轉(zhuǎn)動參考系的轉(zhuǎn)動角速度有關(guān)，與角速度是否隨時間變化無關(guān)； ②離心力與物體所在位置有關(guān)，與物體在轉(zhuǎn)動系中運動與否無關(guān)。 由于地球的自轉(zhuǎn)，在地球上測得物體 的重力并非是物體的真實重力，而是表 觀重力 。如圖， 是物體所受引力 G和 離心力 的矢量和。 cfp? p??cfG ?p??37 ? ? 2620 6 . 4 1 0 2 2 4 6 0 6 0c o s c o sc o s9 . 8 1 2 8 9cf m RG m g??? ??? ? ? ?? ? ?由于 故 cGf?? ，c o s 1 c o scc fP G f G G? ????? ? ? ?????211 c os289PG? ?????????實際上由于自轉(zhuǎn)效應(yīng)，地球稍呈扁平， 較準(zhǔn)確的結(jié)果是 211 c os191PG? ?????????p?① 在兩極處 2 c o s 0 PG?? ? ?? ? ? ?， ，② 在赤道處 10 c o s 1 1191PG?????? ? ? ?????， ，38 22s i n c o s s i n s i n 22cf m R RG m g g? ? ? ? ? ?? ? ? ?而 與 G的夾角 φ，由圖知為： p? 在上面討論中未區(qū)分引力質(zhì)量 和慣性 質(zhì)量 ，若要區(qū)分，則 GmIm2 s in 22IGmRgm??? ??① φ角將因物體的質(zhì)料不同而異 :若用細(xì)線將不同質(zhì)料的物體懸掛起來，懸線將取不同的方向 。 ② 匈牙利物理學(xué)厄缶利用此原理，在 1908年完成了一個的 證明引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量成正比的令人信服的實驗。 ?cfG ?p??39 （ 2）地球同步衛(wèi)星定位于赤道上空 地球同步衛(wèi)星靜止于地球上空，必須滿足 : ① 表觀重力 為零（只有當(dāng) 時，引力和離心力的矢量和才有可能為零），故地球同步衛(wèi)星只能定位于赤道上空； ②衛(wèi)星角速度恰等于地球自轉(zhuǎn)角速度，即 0??P?2 2 4 6 0 6 0T T s??? ? ? ?，? ? ? ?22MmG m R hRh????4 2 0 0 0 6 3 7 0 3 5 6 3 0h k m k m k m? ? ?故地球同步衛(wèi)星只能定位于赤道上空 35630km。 ? ?223322 4 2 0 0 0 ( )4G M g R TR h k m??? ? ? ?40 2. 相對于 K’ 系作勻速運動的點，科里奧利力 若物體相對于轉(zhuǎn)動參考系作相對運動 ,則由轉(zhuǎn)動參考系的觀 察者看來，除了慣性離心力外，物體還受到另一慣性力的作 用，此力稱為 科里奧利力 （法國人 1835年提出） 。 分析 ： 如圖，相對于慣性系，當(dāng)質(zhì) 點 m 以速度 v’沿半徑 oc相對圓盤等 速移動時 ,同時
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